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2025-12-30 18:00:00
日本の研究者は、難分解性 PFAS 化合物を分解する新しい方法を発見しました。有機配位子でコーティングされた光ナノ結晶と酸化亜鉛ナノ結晶を使用することで、PFOS からフッ素原子を効率的に除去することができました。この方法は室温で単純な UV 光で機能します。
PFAS (ペルフルオロアルキル物質およびポリフルオロアルキル物質) は、水、油、汚れをはじく性質があるため、鍋、衣類、消火泡などの多くの製品に使用されています。 PFAS 分子は、炭素原子とフッ素原子が結合した CF 鎖で構成されています。そのつながりを断ち切るには多大なエネルギーが必要です。その結果、PFAS はほとんど分解されず、環境や体内に蓄積され、損傷を引き起こす可能性があります。
PFAS を分解する 1 つの方法は、脱フッ素化です。脱フッ素化は、分子からフッ素原子を除去して分子を不安定にするプロセスです。しかし、それには残留性の化学物質や多量のエネルギーが必要です。
リガンドキャップを備えた酸化亜鉛ナノ結晶が紫外線の助けを借りてPFAS分子を分解することを日本の科学者が発見
ナノクリスタルがPFAS化合物を分解する
日本の立命館大学の研究者らは、人間の毛髪の数千分の1である酸化亜鉛（ZnO）のナノ結晶が、PFAS化合物のサブグループであるPFOS（パーフルオロオクタンスルホン酸塩）からフッ素原子を除去するのに役立つかどうかを調査した。ナノクリスタルは、光を当てることで反応性粒子を生成します。これらの粒子は、PFAS などの汚染物質を分解します。
これは、ZnOをいわゆる配位子で覆うことによって、より効果的に行われると日本人は考えていた。これらは、特定の機能を果たす孤立電子対を持つ分子またはイオンです。この場合、これらは ZnO ナノ結晶の表面に結合し、PFAS の光触媒 (光活性化) 分解を促進する有機分子 (酢酸や 3-メルカプトプロピオン酸配位子など) でした。
「ペルフルオロオクタンスルホン酸またはPFOSは、かつて広く使用されていたPFAS化合物ですが、現在は厳しく規制されています。私たちは、リガンドキャップを備えた酸化亜鉛ナノ結晶がこの化合物を脱フッ素できるかどうかを知りたかったのです。」 したがって 研究を主導した小林教授。
クリスタルを「ブラックライト」で照らします。
小林らは、ZnOナノ結晶をさまざまな波長のLED光で照射した。酢酸を含む ZnO は、紫外線 (「ブラック ライト」) に 24 時間暴露した後、最大 92 パーセントの脱フッ素率を示しました。 3-メルカプトプロピオン酸を含む ZnO のパフォーマンスは若干低く、同じ光の下で 1 日後、ZnO 結晶とリガンドの合計は 9 パーセント未満に達しました。
研究者らによると、ZnOナノ結晶は再利用可能だという。単一のナノ結晶は、それが実行される前に 8,000 以上の CF 結合を切断する可能性があります。さらに、結晶は無毒で安価であり、大規模に生産することができます。あるいは、共著者の金尾修平氏が言うように、「反応は室温で起こり、高価で壊れやすく危険な高エネルギー光源は必要ありません。」
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#光とナノクリスタルが永遠の化学物質を分解する